压敏电阻的特性与参数以及如何选用

电小二

　　压敏电阻的使用要点
压敏电阻的使用原则是在其接入被保护设备后，不能影响设备的正常运行，又能有效地对设备实施瞬时过压保护。为此，除了压敏电阻的技术参数外，在实际选择时还要考虑以下几个问题：
⑴ 压敏电压选择
考虑到压敏电阻实际的压敏电压与标称电压之间的偏差（应考虑为标称电压的1.1～1.2倍）、交流电路中电源电压可能的波动范围（应考虑为额定电压的 1.4～1.5倍）、交流电压峰值和有效值之间的关系（应考虑1.4倍），所以，应选用压敏电压为额定电压2.2～2.5倍的压敏电阻。在直流电路中，常选用压敏电压为直流电压额定值1.8～2倍的压敏电阻。
⑵ 通流容量选择
原则上应按可能遭受的最大暂态浪涌电流来选择，但要做到这一点是困难的。实用中无非是按照使用场合，或是按照产品试验标准上规定的试验等级来选择压敏电阻。
按前者，1kA（8/20μs电流波）的压敏电阻可用在可控硅整流器的保护上；3kA的用在电器设备的浪涌吸收上；5kA的用在对雷击及电子设备的过电压吸收上；10kA的用在对雷击的保护上。按后者，常用综合波（发生器开路输出时产生1.2/50μs的电压波；短路输出时产生8/20μs的电流波；发生器的内阻为2Ω）来在线考核设备对抗雷击浪涌干扰的能力。在4kV试验时，保护器吸收的最大电流可达2kA；对6kV的试验，吸收电流的最大值为3kA。但在实际选择时，还应当适当加大所选压敏电阻的通流容量。因为通流能力大的压敏电阻，在吸收同样大小的浪涌电流时，应当有相对较小的残余压降；同时，对选用的压敏电阻来说，也有较大的保护裕度。
⑶ 固有寄生电容
压敏电阻有一个固有电容问题，根据外形尺寸和标称电压的不同，其值在数百至数千pF之间。压敏电阻的固有电容决定了它不适合在高频场合下使用，否则会影响系统的正常运行；适合在工频系统里使用，如用作电源进线的保护、可控硅整流器的保护等。
压敏电阻的瞬时功率比较大，但平均持续功率却很小，故不能长时间工作于导通状态。
氧化锌压敏电阻的作用(Carbon resistor):按用途来分也称为"突波吸收器是一种具有电压电流对称特性之电压属性电阻器，它主要的设计是用来保护所有的电子产品或元件免受开关或雷击诱发所产生之突波的影响，而非线性指数的特性。
特性：反应时间快速；低漏电流；优越的电压比；宽广之电压与能量比；低备用电力且无后续电流；高效能之突波电流处理能力；抑制电压特性之稳定执行能力。
压敏电阻在休息时，相对受保护的电子元件而言，具有很高的阻抗-数兆欧姆)，而且不会改变设计电路特性，但当瞬间突波电压出现(越过压敏电阻之崩溃电压时)，该压敏电阻之阻抗会变低(仅有几个欧姆而已)，并造成原线路短路，换言之电子产品或元件因此而受到保护。主要用途：防雷，过压保护。如电力变压器在进户端放入氧化锌避雷器可以有效防雷，电子设备在电网电源输入端放入压敏电阻，一但电网电压升高压敏电阻会不可恢复击穿短路同时保险丝也将断开，从而有效的放止过电压进入线路板。在空调线线路板应用压敏电阻最为多
当电源为220V时压敏电阻的阻值是无穷大，当峰值电压超过470V时（220V电压的峰值是311V）压敏电阻立刻击穿短路，保险丝也会熔断，高电压就进不去设备端，从而有效保护电子电路不受侵害。更换压敏电阻时在电阻体上需裹上绝缘材料加以保护，以防飞弧。使用压敏电阻时之前必须加装保险丝，压敏电阻一但击穿短路是不可恢复的，必须更换。正常的压敏电阻用万用表测量是无穷大的。
压敏电阻标称参数                                          

压敏电阻用字母“MY”表示，如加J 为家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。
1、所谓压敏电压，即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值，大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，其产品的压敏电压范围可以从10－9000V 不等。可根据具体需要正确选用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC，式中，Vp 为电路额定电压的峰值。VAC 为额定交流电压的有效值。ZnO 压敏电阻的电压值选择是至关重要的，它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V ， 则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V，V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V"，因此压敏电阻的击穿电压可选在470－480V 之间。
2、所谓通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过± 10％时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命，ZnO 压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发，要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下，实际发生的通流量是很难精确计算的，则选用2－20KA 的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时，可将几只单个的压敏电阻并联使用，并联后的压敏电不变，其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同，否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
压敏电阻的选用
选用压敏电阻器前，应先了解以下相关技术参数：标称电压是指在规定的温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值。漏电流是指在25℃条件下，当施加最大连续直流电压时，压敏电阻器中流过的电流值。等级电压是指压敏电阻中通过8/20 等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。通流量是表示施加规定的脉冲电流（8/20μs）波形时的峰值电流。浪涌环境参数包括最大浪涌电流Ipm（或最大浪涌电压Vpm 和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm 以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内，浪涌脉冲的总次数N等。
1 标称电压选取
一般地说，压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用，在正常情况下，压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压，即使在电源波动情况最坏时，也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压，该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用，压敏电压值应大于实际电路的电压值，一般应使用下式进行选择：VmA＝av/bc 式中：a为电路电压波动系数，一般取1.2；v为电路直流工作电压（交流时为有效值）；b 为压敏电压误差，一般取0.85；c为元件的老化系数，一般取0.9；这样计算得到的VmA 实际数值是直流工作电压的1.5 倍，在交流状态下还要考虑峰值，因此计算结果应扩大1．414 倍。另外，选用时还必须注意：
(1) 必须保证在电压波动最大时，连续工作电压也不会超过最大允许值，否则将缩短压敏电阻的使用寿命；
(2) 在电源线与大地间使用压敏电阻时，有时由于接地不良而使线与地之间电压上升，所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器。压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量